补料控制器是发酵过程中用于自动、精确控制物料（如碳源、氮源、前体、酸碱液、消泡剂等）流加速率和流加量的核心控制单元。它通过蠕动泵或阀门配合传感器信号，实现对发酵过程中关键物料的定时、定量、定速补充，是发酵罐控制系统的重要组成部分。
一、补料的目的
1.控制抑制性底物浓度：维持基质、前体等在适宜浓度范围内，避免浓度过高抑制菌体生长。
2.解除分解产物阻遏：通过控制补料速率，减弱代谢阻遏效应，促进目标产物合成。
3.优化发酵过程：精准调控碳源、氮源、无机盐等营养物质的供给，使发酵过程始终处于优状态。
二、补料控制策略
补料控制器的核心在于选择合适的反馈控制参数和确定补料速率，常见策略包括：
1.经验/预测数据控制：根据历史经验或预测模型设定流加程序。
2.参数间接控制：以pH、尾气（CO₂/O₂）、溶氧（DO）、产物浓度等在线参数作为反馈信号，间接控制流加速率。
3.物料平衡计算控制：通过传感器在线测定参数，利用物料平衡方程计算限制性基质浓度，间接控制流加。
4.直接浓度控制：用在线传感器直接测定限制性基质浓度，直接控制流加。
三、应用领域
1.发酵工业：抗生素、氨基酸、有机酸、酶制剂等发酵过程中的碳源/氮源补料控制。
2.生物制药：重组蛋白、单抗等生物制品生产中的补料分批培养（Fed-batch）。
3.科研院所：发酵工艺优化、培养基筛选、补料策略研究。
4.食品工业：酸奶、酒类、酱油等发酵生产中的精准补料。
四、核心功能
结合发酵工艺需求，补料控制器通常具备以下功能：
1.多通道控制：可同时控制多路蠕动泵，分别对应酸、碱、消泡剂、碳源、氮源、前体等不同物料的补加。
2.PID智能控制：根据设定参数（如pH、DO、残糖浓度等）自动调节补料速率，实现恒速、指数、线性或关联补料。
3.配方管理：可预设和存储多种补料方案，方便不同发酵工艺的快速切换。
4.计量与记录：实时记录每路补料的累计流量、流速、补料时间等数据，支持数据导出和追溯。
5.报警功能：对补料异常（如管路堵塞、泵故障、超量/欠量等）进行实时报警。
